常减压装置腐蚀及防护分析

1、常减压装置腐蚀及防护分析摘要：随着经济的发展与成品油需求量的增加，以常减压装置为代表的原油基 础处理装置使用日益广泛。而随着油田开采后期边远，小型油田的开采导致了井 口油质情况相对恶劣，给常减压装置生产负荷带来一定的影响，装置腐蚀问题日 益严重。关键词：常减压装置腐蚀；防护；随着进口原油数量增加，常减压装置加工的原油品种和结构变化很大，装置 防腐面临新的问题和挑战。一、腐蚀的危害据报道，在工业化国家，腐蚀破坏造成的经济损失约占国民生产总值(GNP) 的3%5%。每年因腐蚀造成的经济损失约为3000亿美元，若采用当时最好的 防腐措施，是可以避免的。尽管各炼油企业加工的原油性质、装置设防和生产工

2、况存在差异，冷换和空冷设备内外泄漏，有的部位出现裂纹等较为严重的低温腐 蚀问题。某企业3号常减压装置，发现有一重油高温管线压力表接管焊缝泄漏； 进一步扩大检查时发现，大部分常压重油高温管线减薄非常严重。该管线从开工 到出现泄漏仅运行18个月，平均减薄35mm ；常压炉辐射出口管线最薄处只有 3mm。另一家企业5000kt / a常减压装置检修后运行一年多时间，常压炉出口管 集合管腐蚀穿孔造成火灾事故，采取包套处理维持运行，测厚普查发现高温重油 线减薄严重，平均减薄34mm。还有一家常减压装置减压塔内构件大梁、降液 板、填料严重垮塌，给生产带来极大威胁。常减压装置主要用途为原油预盐、脱 水并进行

3、基础性常/减压蒸馏，将原油预处理至一定标准后进行下步的外输和炼化。 该过程常设立于油田炼化站或炼化厂，具有设备撬装化，操作简便故障率低等特 点。但由于井口原油往往大量含水且地层水含盐量高，所以设备的日常维护保养 是正常运行的关键。二、腐蚀情况分析氯化物影响。地层水含有大量卤化物，其中CaCl2、MgCl2等氯化物在一定 浓度和温度下会对设备金属产生不同程度腐蚀，结垢。而原油中的硫化物还会与 腐蚀产生的铁离子和水产生进一步反应产生硫化铁和二氧化硫，其腐蚀性更强， 能对不锈钢材质零部件产生保护膜破坏并进行有毒物质的释放，同时硫化氢会倾 入金属内部对其产生脆化作用。脆化作用和设备震动的共同影响会对工

4、艺管线和 动设备产生致命损坏，所以材质的选择和设备的负荷调配是保证正常生产的关键。环烷酸影响。原油为烃类化学物混合体，其中有机酸含量丰富，环烷酸在 高温下会和任何金属产生化学反应生成环烷酸盐，对设备及其相关工艺管线产生 影响。根据笔者工作经验，该种影响会对加热炉管道、转油管线、分馏塔侧线、 塔底等部位产生不同程度的影响，且和温度息息相关。其主要腐蚀机理为：环烷 酸与金属表面或硫化铁表面膜直接发生反应生成烷酸铁，该物质是一种油溶性腐 蚀产物，在工艺物流中立刻溶解，使金属表面不断暴露并受到腐蚀。烟气低温露点影响。常减压装置的蒸馏操作需要加热，而加热炉在燃料油 和温度的共同影响下也是腐蚀重点。其中燃

5、料油由于使用了含硫重油，所以在烟 气中会存在三氧化硫，这些硫化物在高温烟气下，在加热炉中形成的水合物酸性 蒸汽冷凝吸附在金属设备表面产生腐蚀。同时烟尘中也会存在大量硫化物，若不 及时清理，久而久之也会产生烟道不畅产生的排烟损失和腐蚀发生。根据笔者工 作经验，该种影响会对加热炉的空气预热器、对流式炉管等部位产生不同程度腐蚀。三、常减压装置防护分析工艺防腐措施。工艺防腐就是做好一脱四注，即破乳剂电脱盐和塔顶注氨、 注碱、注水、注缓蚀剂。由于注碱会增加原油中Na-的含量，所以现在工艺去除 注碱流程，用注氨、注缓蚀剂来代替该流程。现在设备工作中将注氨和缓蚀剂中 和起来，进行适度合理的调配，如缓蚀剂，可

6、以提高缓蚀效果，从而避免了配比 不合适造成的缺陷；该流程中再进一步把中和缓蚀剂进行注水稀释，从而可将一 脱四注简化为“一脱二注或者“一脱一注。其中设备运行过程中，对原油进行脱 盐、脱水是有效减少设备低温部位腐蚀的有效办法，如果原油中盐含量的浓度降 低至5mg/L以下，同时配合中和剂、缓蚀剂、水等有效程序，可以有效控制塔顶 冷凝水中的Fe+、CL-含量的浓度降低到1mg/L、20mg/L以下。中和剂是一种物美 价廉物质中很好的中和HCL和H2S，并且与氨元素结合，发生化学反应生成无腐 蚀的物质，该物质大部分情况下以氨水的形式运转。缓蚀剂是含有硫、氮、氧的 活性剂，该活性剂极易吸附在金属表面形成分

7、子保护膜。工艺防腐措施的升级。设备在工艺防腐的流程中，要遵循塔顶三注的原则， 要用有机胺作为中和缓蚀剂，来减低腐蚀性程度。氨水的酸碱性值没有中和缓蚀 剂稳定，因此使用中和剂来避免有机胺迅速进入初凝区并快速与冷凝的HCl进行 化学反应，进而很大程度上降低腐蚀性。再者，HCl与H2S产生腐蚀的原因和条 件都是有区别的，HCl的形成由电脱盐残留的盐分中的物质高温水解而成，而 H2S主要是由隐藏在原油中的硫醇、硫醚等非活性硫在高温条件下生成的，因此 大部分情况下，常压塔塔顶的H2S含量要少于减压塔，然而HCL的含量常压塔塔 顶比较多。原油中所含氯Mgcl2和Cacl2分解形成盐，这些盐遇到合适的环境水

8、 解生成HCL，该物质极易挥发，伴随水蒸气注入塔顶，当温度下降到一定条件时 候，该盐分将大量溶解变成液体盐酸，从而对设备的顶板各个设备和减压塔真空 操作系统等造成不可逆转的强腐蚀。材料与材质的优化升级。对设备低温部位的防腐蚀，虽然不可以改进材质 来减少腐蚀，但可以通过对碳钢设备进行防腐蚀操作，例如：在冷凝器的冷凝管 表面涂抹铝或镀镍或磷的涂层来进行防腐。金属材料渗入金属铝后，设备表面的 微硬度会进一步加强，同时耐磨性能加固，当前领先的技术设备开始使用包装渗 铝以及涂料感应式渗铝。采用这些技术可以对设备进行渗铝，对设备防止硫腐蚀 有很好的效果。现在国际领先的设备不仅仅有渗铝技术，其中渗钛、多元素

9、共渗 技术也相继开发出来，在设备防止硫腐蚀方面取得了可观的成绩。对设备的材质 升级，就是把常减压设备及管道用更加耐腐蚀的材质进行替换。经过研究发现， 在金属材料中掺入Cr，Ni，Mo等合金可以形成氧化物，从而形成一层保护膜， 该保护膜阻止金属离子的扩散，从而保护金属不受进一步的腐蚀。利用好管道设 备材质升级技术，可以很大程度提高设备的利用率，有效提高生产效率。定期工艺参数检测。设备的防腐过程中，对塔顶温度、加热炉出口温度、 侧线抽出温度、回流量、原油量等主要操作参数，要严格控制与及时检测，加强 设备的保护力度和增强利用率。查看换热器的使用、停用等周期规律，进一步提 高设备操作的规范性，对换热器泄漏或者气阻现象及时处理。同时，使用在线腐 蚀检测仪，对常压塔顶空冷器的腐蚀情况进行实时在线检测，进而及时分析腐蚀 规律，加强设备的保护措施。综上所述，常减压装置是原油预处理的关键设备，其使用频率高、损耗大， 需加强日常维护与巡检。系统分析了腐蚀发生后通过确定腐蚀发生的各位置及程 度，随着原油资源紧缺，原油性质变劣，常减压装置防腐出现了许多新的问题和 困难，须引起高度重视。由于原油劣质化而有可能导致腐蚀加剧的装置、设备及 辅助系统，有必